Účinek přebytečného železa v rostlinách

Stejně jako zvířata i lidé, i rostliny potřebují k přežití určité množství železa. Železo jim pomáhá vytvářet chlorofyl a pomáhá při několika dalších chemických procesech, které rostliny provádějí. Příliš mnoho železa však může mít na rostlinu toxický účinek, oslabovat jej a nakonec usmrcovat. Je třeba poznamenat, že rostliny absorbují pouze částice železného železa z půdy a že jiné druhy železných částic na rostliny nebudou mít vliv.

Pokud má půda příliš mnoho železa, rostliny ji absorbují a nakonec trpí trvalými účinky. Podle vědeckých studií provedených K. Kampfenkel, M. Van Montagu a D. Inze v Belgii se půdy stávají nebezpečnými kvůli vysokému obsahu železa při hladinách 100 mg nebo více. Na těchto úrovních budou rostliny ovlivněny během pouhých 12 až 24 hodin. Nižší obsah železa může být také nebezpečný, ale může trvat déle, než se účinky projeví.

Rostliny přijímají příliš mnoho železa a jejich chlorofylová fluorescence se začíná měnit. Malá množství železa jsou nezbytná pro produkci chlorofylu, ale příliš mnoho železa může ovlivnit samotný chlorofyl, což způsobuje jeho změnu a inhibuje schopnost rostliny správně absorbovat energii sluneční světlo.

Rostliny syntetizují jak chlorofyl, tak mnoho svých vlastních živin na buněčné úrovni, včetně nezbytných proteinů. Příliš mnoho železa interferuje s těmito procesy, což rostlinám ztěžuje provádění nezbytných chemických reakcí. To nejen ztěžuje vytváření chlorofylu (který se již stal neúčinnějším), ale také vyhladoví rostlinu důležitých cukrů, které potřebuje k přežití a uskladní je pro náročnější období.

Vzhledem k tomu, že hladina železa stále stoupá, bude také omezena schopnost rostliny čerpat živiny z půdy. To znamená, že rostlina již nemůže čerpat základní látky, jako je fosfát nebo dusík, které potřebuje k fungování, ale nedokáže je sama produkovat. Oslabené na všech frontách, systémy rostliny selhávají zevnitř, což způsobuje vážný rozpad životně důležitých tkání ve stonku a listech, což nevyhnutelně vede k smrti rostliny.

I když rostliny nejsou dobře vybavené na to, aby dokázaly zvládnout příliš mnoho železa v půdě, mají jemné mechanismy, které kontrolují, kolik železa absorbují, zejména pokud je v nich příliš málo železa. Mnoho rostlin je schopno produkovat enzym zvaný chelátreduktázový enzym, aby se železo snadněji vstřebávalo, což je užitečné, když v jeho blízkosti není dostatek železa. Rostliny mohou také snížit produkci tohoto enzymu, pokud jsou hladiny železa dostatečné nebo příliš vysoké. Některé rostliny jsou obratné v ovládání tohoto mechanismu a mohou se měnit velmi rychle, ale jiné mají mnohem pomalejší reakční dobu.